Kể từ khi công nghệ ổ cứng thể rắn (SSD) xuất hiện trên thị trường, các nhà sản xuất đã không ngừng tìm cách đẩy nhanh hiệu suất cho các tác vụ của máy tính. Chúng ta đã từng chứng kiến những công nghệ như Intel Optane, AMD StoreMI, và nhiều giải pháp cạnh tranh khác được thiết kế cho trung tâm dữ liệu. Với nhiều năm lịch sử phát triển như vậy, có thể bạn sẽ nghĩ rằng cần phải sử dụng bộ nhớ đệm NVMe (NVMe cache) trong máy tính để đạt được hiệu suất tốt nhất. Tuy nhiên, trên thực tế, hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đã và đang sử dụng ổ NVMe làm bộ lưu trữ chính. Việc caching chỉ có ý nghĩa khi bộ nhớ đệm nhanh hơn đáng kể so với ổ đĩa được đệm. Trừ khi bạn đang vận hành một máy chủ file hoặc hệ thống lưu trữ đặc thù, bạn có lẽ không cần phải quá bận tâm về NVMe cache và có thể tập trung vào việc sử dụng những ổ SSD tốc độ cao đó cho việc lưu trữ file hoặc cài đặt trò chơi.
Ổ cứng SSD NVMe hiệu năng cao WD Black SN850X cho game thủ
Hầu Hết Máy Tính Mới Đều Đã Tối Ưu Bộ Nhớ Đệm Với SSD NVMe
Tốc Độ Hệ Thống Của Bạn Đã Đủ Nhanh Với NVMe
Ngày nay, phần lớn các máy tính, từ laptop, máy tính để bàn cho đến máy chơi game, đều được trang bị ổ cứng NVMe làm bộ nhớ chính. Điều này khiến việc sử dụng NVMe làm bộ nhớ đệm trở nên hiển nhiên, bởi vì các file bộ nhớ ảo (virtual memory) và các bộ nhớ đệm khác của hệ thống sẽ được lưu trữ trực tiếp trên ổ đĩa chính này. Bất kỳ dữ liệu nào khác sẽ được lưu vào bộ nhớ RAM, đây cũng là một phần lý do khiến Chrome và các trình duyệt khác tiêu tốn nhiều tài nguyên hệ thống khi chúng hoạt động.
Trước đây không phải lúc nào cũng như vậy; các máy tính thường đi kèm với ổ cứng cơ học (HDD) thay vì SSD, và nhiều giải pháp caching đã được cung cấp để bù đắp. Ổ cứng lai SSHD từng sử dụng một bộ nhớ đệm NAND nhỏ trên chính ổ đĩa để cung cấp khả năng caching tương tự SSD. Tuy nhiên, các giải pháp này tồn tại không lâu do gặp phải vấn đề về tuổi thọ của NAND hoặc bộ điều khiển, một số lỗi firmware không may, và đặc biệt là giá SSD giảm mạnh đã tạo nên một “cơn bão” khiến công nghệ này nhanh chóng trở nên lỗi thời.
Khi Nào NVMe Cache Vẫn Phát Huy Tác Dụng Vượt Trội?
Mặc dù máy tính để bàn hoặc laptop của bạn có thể không hưởng lợi từ NVMe cache, nhưng vẫn có một số trường hợp mà nó trở nên thiết yếu. Nếu bạn có một hệ thống NAS (Network Attached Storage) hoặc máy chủ sử dụng hệ thống file ZFS, bạn sẽ biết rằng các thao tác đọc dữ liệu được truy cập thường xuyên luôn được hưởng lợi từ dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm. Điều này là do các ổ đĩa lưu trữ của bạn thường là ổ cứng cơ học hoặc các loại SSD chậm hơn, chứ không phải là ổ NVMe tốc độ cao.
Thông thường, ZFS (hay chính xác hơn là OpenZFS trong hầu hết các trường hợp) sử dụng RAM của máy chủ để caching với cơ chế Adaptive Replacement Cache (ARC). Dữ liệu sẽ được truy xuất từ ARC cho mọi yêu cầu. Tuy nhiên, đôi khi không đủ RAM để đáp ứng, và đó là lúc NVMe caching phát huy tác dụng. Việc sử dụng L2ARC (Bộ nhớ đệm ARC cấp 2) để lưu trữ dữ liệu không được truy cập thường xuyên như cấp độ đầu tiên (ARC), nhưng vẫn thường xuyên hơn so với dữ liệu lưu trữ “lạnh” (cold storage), giúp các yêu cầu dữ liệu tràn ra (overflow data requests) được phản hồi nhanh hơn. Điều này, đến lượt nó, cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống bởi vì máy chủ không phải truy xuất dữ liệu từ các ổ cứng quay chậm cho những yêu cầu đó. Khi máy chủ file của bạn đang gửi nhiều file nhỏ, điều này tạo ra một tác động lớn, vì mỗi yêu cầu đều được xử lý nhanh hơn.
Giao diện quản lý TrueNAS Scale, hệ điều hành NAS hỗ trợ ZFS và L2ARC
Làm Thế Nào Để Tối Ưu Hiệu Năng Máy Tính Hiện Tại?
Nâng Cấp Dung Lượng RAM: Giải Pháp Tối Ưu Nhất Cho Cache Hệ Thống
Tìm kiếm các phương pháp tăng hiệu suất máy tính luôn là một chủ đề nóng. Việc tìm kiếm này đã dẫn đến việc sử dụng NVMe làm bộ nhớ đệm cho các ổ đĩa và hệ thống lưu trữ chậm hơn, và đây từng là một trường hợp sử dụng đáng giá trong nhiều năm. Intel thậm chí còn tạo ra Optane, một công nghệ tương tự tập trung vào hiệu suất IOPS ngẫu nhiên. Nhưng sau đó, ổ cứng NVMe trở nên phải chăng hơn cho người dùng phổ thông, và hiệu quả của việc caching bằng NVMe đã giảm đi.
Nếu bạn đang cố gắng tối ưu hóa Windows 11 cho việc chơi game, bạn không cần phải lo lắng về việc quản lý bộ nhớ đệm thủ công vì hệ điều hành đã tự động thực hiện điều đó cho bạn. Người dùng Linux cũng không thực sự cần can thiệp vào bộ nhớ đệm, mặc dù những người đã sử dụng lâu năm vẫn có thể làm vậy. Nơi duy nhất mà NVMe cache mang lại lợi ích đáng kể ngày nay là khi nó được đặt trước các pool ổ đĩa trong phần cứng NAS hoặc máy chủ, nơi SSD có thể xử lý các truy vấn file đến bị tràn từ bộ nhớ đệm chính trong RAM.
Bên trong NAS Asustor Drivestor 2 Pro Gen2 (AS3302T v2) với khe cắm SSD M.2 cho bộ nhớ đệm
NVMe Cache: Dành Riêng Cho Các Hệ Thống Server, Không Phải Desktop Phổ Thông
Toàn bộ mục đích của việc caching dữ liệu là đặt nó trên một phương tiện truy xuất nhanh hơn so với nơi nó được lưu trữ dài hạn. Khi máy tính của bạn đã có bộ lưu trữ NVMe làm ổ đĩa chính, nơi duy nhất dữ liệu có thể được đệm và nhanh hơn chính là trong RAM. Bạn có thể thiết lập một RAMdisk cho hệ điều hành và bộ nhớ đệm trình duyệt, nhưng bạn sẽ không muốn sử dụng nó cho dữ liệu quan trọng vì bất kỳ sự cố mất điện nào cũng có thể khiến dữ liệu đó biến mất. Ngoài ra, máy tính của bạn có lẽ đã sử dụng một phần ổ NVMe của mình làm bộ nhớ đệm, và bạn có thể yên tâm bỏ qua nó.
Thiết bị lưu trữ NAS TerraMaster F8 SSD Plus với hai ổ SSD PCIe 3 làm bộ nhớ đệm
Kết Luận
Tóm lại, trong kỷ nguyên của SSD NVMe làm ổ đĩa chính, khái niệm NVMe cache cho máy tính cá nhân đã trở nên ít cần thiết hơn bao giờ hết. Hầu hết các hệ thống hiện đại đã tận dụng tối đa tốc độ của NVMe và RAM để quản lý bộ nhớ đệm một cách hiệu quả. Thay vì tìm kiếm các giải pháp caching phức tạp, việc nâng cấp dung lượng RAM thường sẽ mang lại lợi ích hiệu suất rõ rệt hơn cho người dùng phổ thông. NVMe cache vẫn giữ vững giá trị và vai trò quan trọng của nó, nhưng là trong các môi trường chuyên biệt như máy chủ NAS hay trung tâm dữ liệu, nơi nó giúp tăng tốc đáng kể các hệ thống lưu trữ dựa trên HDD hoặc SSD chậm hơn. Bạn nghĩ sao về vai trò của NVMe cache trong bối cảnh công nghệ hiện tại? Hãy để lại bình luận bên dưới và chia sẻ quan điểm của bạn!